10.9. Заключительные работы и проверка результатов цементирования

Продолжительность затвердения цементных растворов для кон­дукторов устанавливается 16 ч, а для промежуточных и эксплуата­ционных колонн — 24 ч. Продолжительность затвердения различ­ных цементирующих смесей (бентонитовых, шлаковых и др.) устанавливается в зависимости от данных их предварительного ис­пытания с учетом температуры в стволе скважины.

При креплении высокотемпературных скважин в целях пре­дупреждения возникновения значительных дополнительных усилий в период ОЗЦ рекомендуется оставлять колонну подвешенной на талевой системе. В случае увеличения массы на 2...3 деления по индикатору необходимо разгружать колонну до массы, зафикси­рованной после ее спуска. Наблюдение за показаниями индикатора массы (веса) следует производить на протяжении 10... 12 ч после окончания цементирования.

По истечении срока схватывания и затвердения цементного ра­створа в скважину спускают электротермометр для определения фактической высоты подъема цементного раствора в затрубном пространстве. Верхнюю границу цемента определяют по резкому изменению температурной кривой (рис. 10.22). При схватывании и затвердении цементного раствора наибольшее количество тепла выделяется в течение 5... 10 ч после его затвердения, поэтому для получения четкой отбивки высоты подъема цементного раствора необходимо, чтобы электротермометр был спущен в течение 24 ч после окончания цементирования скважины.

Рис. 10.22. Темпе­ратурная кривая для определения высоты подъема цементного раст­вора за обсадной колонной	Рис. 10.23. Обору­дование для об­вязки обсадных колонн

Применение метода гамма-каротажа основано на измерении разности плотностей цементного камня и глинистого раствора. Сущность этого ме­тода заключается в измерении рассеянного гам­ма-излучения от источника, помещенного на не­котором расстоянии от индикатора.

В последние годы широко используется акус­тический метод контроля качества цементиро­вания скважин. Он основан на том, что часть обсадной колонны, не закрепленная цементным камнем, при испытании акустическим зондом характеризуется колебаниями значительно боль­ших амплитуд по сравнению с высококачественно зацементированной колонной.

После определения высоты подъема цементно­го раствора и качества цементирования скважины приступают к обвязке устья скважины (рис. 10.23).

Благодаря конструктивным особенностям об­вязок можно:

подвешивать промежуточные и эксплуатаци­онные колонны на клиньях;

спрессовывать отдельные элементы обвязки в буровой;

контролировать давление в межтрубных про­странствах.

После обвязки устья скважины в обсадную колонну спускают желонку или пикообразное долото на бурильных трубах для установления местонахождения цементного раствора внутри обсадных труб. После уточнения местонахожде­ния цементного раствора внутри обсадной ко­лонны в случае необходимости приступают к разбуриванию заливочных пробок, остатков затвер­девшего цементного раствора и деталей низа об­садной колонны. Разбуривание должно вестись пикообразным неармированным долотом диа­метром на 7 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны, считая по самой толстостен­ной трубе. Обратный клапан может разбуриваться торцевым цилиндрическим фрезером, обеспе­чивающим сохранность колонны от поврежде­ния. Если предполагается разбурить только за­ливочные пробки, упорное кольцо «стоп» и це­ментный стакан до обратного клапана, то мож­но не оборудовать устье скважины противовыбросовой арматурой. Если же будет разбурен и обратный клапан, вскрыт фильтр или башмак зацементированной колонны, то устье необходимо оборудовать соответствующим об­разом.

Перед опрессовкой жидкость в колонне заменяют водой. При проверке герметичности давление опрессовки должно на 20 % пре­вышать максимальное устьевое давление, которое может возник­нуть при эксплуатации данной колонны. Во всех случаях давление опрессовки должно быть не менее указанного ниже:

Диаметр колонны, мм................426...377 324...273 245...219 194…168 146...141 127... 114

Давление на устье, МПа, не менее............ 5 6 7 7,5 8 10 12

Колонна считается герметичной, если не наблюдается перели­ва воды или выделения газа, а также, если за 30 мин испытания давление снижается не более чем на 0,5 МПа при опресовке давле­нием более 7 МПа и не более чем на 0,3 МПа при опрессовке давлением менее 7 МПа. Отсчет времени начинается спустя 5 мин после создания давления.

В разведочных скважинах герметичность колонны проверяют сни­жением уровня жидкости, если плотность бурового раствора была менее 1400 кг/м³, или заменой более тяжелого бурового раствора на воду. Колонна считается выдержавшей испытание, если уро­вень жидкости в течение 8 ч поднимается не более чем на 1 м в 146 и 168 мм колоннах и на 0,5 м в 194 и 219 мм колоннах и больше (не считая первоначального повышения уровня за счет стока жид­кости от стенок колонны).

Для испытания обсадных колонн опрессовкой пользуются це­ментировочным агрегатом, а на герметичность путем понижения уровня жидкости — компрессором или желонкой, опускаемой в скважину на канате. При испытании на герметичность может ока­заться, что колонна негерметична. Одно из первоначальных ме­роприятий по устранению негерметичности — определение места утечки в колонне. Для этого проводят исследования резистивиметром, который служит для измерения удельного сопротивления жид­кости. После замера электросопротивляемости однородной жид­кости внутри колонны получают диаграмму равного сопротивле­ния, выраженную прямой линией по оси ординат. Вызывая сни­жением уровня в колонне приток воды и вновь замеряя сопротив­ление, получают другую диаграмму, точки отклонения которой от первой диаграммы связаны с местом течи в колонне.

После установления места течи в колонне производят допол­нительное цементирование по способу Н. К. Байбакова, опуская трубы, через которые будет прокачиваться цементный раствор на 1... 2 м ниже места течи.

Контрольные вопросы

1. Что понимается под конструкцией скважины? Что она должна обес­печивать? Какие типы обсадных колонн используются в конструкции сква­жины?

2. Как выбирается число обсадных колонн и глубина их спуска?

3. Каким образом выбирается диаметр обсадных колонн и высота подъ­ема цемента?

4. Назовите характерные особенности конструкций газовых скважин.

5. Какие трубы применяют для крепления скважин? Какие резьбы ис­пользуются в этих трубах?

6. Назовите устройства и приспособления для оснащения обсадных колонн.

7. Какие устройства используются для оборудования верхней части обсадной колонны?

8. В чем основа успешного спуска обсадной колонны в скважину?

9. Какие существуют методы цементирования скважин? Расскажите о каждом из этих методов.

10. Какие применяют тампонажные материалы для цементирования скважин?

11. Какое оборудование используется для цементирования скважин?

12. Как нужно организовать подготовительные работы и процесс цементирования?

13. Каким образом проверяются результаты цементирования? Приве­дите схему оборудования для обвязки обсадных колонн.

14. Расскажите о мероприятиях по охране природы и окружающей сре­ды при креплении скважин.